一、概述
恒壓變頻供水控制系統(tǒng)的基本控制策略是：采用電動機(jī)調(diào)速裝置與可編程控制器(PLC)或者微機(jī)控制器構(gòu)成
控制系統(tǒng)，進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行，并自動調(diào)整泵組的運(yùn)行臺數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管
網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設(shè)定的
給水壓力值與反饋的總管壓力實(shí)際值進(jìn)行比較，其差值輸入CPU運(yùn)算處理后，發(fā)出控制指令，控制泵電動機(jī)
的投運(yùn)臺數(shù)和運(yùn)行變量泵電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到給水總管壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子器件的理論研究和制造工藝水平的不斷提高，電力電子器件在容量、
耐壓、特性和類型等方面得到了很大的發(fā)展。進(jìn)入90年代后電力電子器件向著大容量、高頻率、響應(yīng)快、
低損耗的方向發(fā)展。作為應(yīng)用現(xiàn)代電力電子器件與微計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的交流變頻調(diào)速裝置，隨著產(chǎn)品
的開發(fā)創(chuàng)新和推廣應(yīng)用，使得交流異步電動機(jī)調(diào)速領(lǐng)域發(fā)生一場巨大的技術(shù)革命。目前自動恒壓供水系統(tǒng)
應(yīng)用的電動機(jī)調(diào)速裝置均采用交流變頻技術(shù)，而系統(tǒng)的控制裝置采用PLC或微機(jī)控制器，因其不僅可實(shí)現(xiàn)泵
組的邏輯控制，并可完成系統(tǒng)的數(shù)字PID調(diào)節(jié)功能，可對系統(tǒng)中的各種運(yùn)行參數(shù)、控制點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并完
成系統(tǒng)運(yùn)行工況的CRT畫面顯示、故障報(bào)警及打印報(bào)表等功能。自動恒壓供水系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，可
與城市供水系統(tǒng)的上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)城區(qū)供水系統(tǒng)的優(yōu)化控制，為城市供水系統(tǒng)提供了現(xiàn)代化的調(diào)度、管
理、監(jiān)控及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的手段。
隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和人們對生活飲用水品質(zhì)要求的不斷提高，變頻供水設(shè)備已廣泛應(yīng)用于城市供水
系統(tǒng)、多層住宅小區(qū)生活供水系統(tǒng)以及高層建筑生活和消防供水系統(tǒng)。變頻調(diào)速供水設(shè)備一般具有設(shè)備投
資少，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，占地面積小，節(jié)電節(jié)水，自動化程度高，操作控制方便等特點(diǎn)。
二、控制系統(tǒng)方案
本方案采用微機(jī)控制器加變頻器聯(lián)合控制。
在城市供水的管網(wǎng)系統(tǒng)中，泵站供水的流量是由用戶用水量決定的，流量的大小同時(shí)也在供水的壓力上面
反應(yīng)出來。因此泵站供水的壓力以滿足管網(wǎng)中壓力所需不利點(diǎn)的低壓力為準(zhǔn)。不利點(diǎn)的壓力損失ΔP
和流量Q之間存在著如下關(guān)系：
ΔP=KQ2；
式中K一為系數(shù)
設(shè)PL為壓力不利點(diǎn)所需的低壓力，則泵站出口總管壓力P應(yīng)按下式關(guān)系供水，則可滿足用戶用水的要求
壓力值，又有佳的節(jié)能效果。
P=PL+ΔP=PL+KQ2
因此供水系統(tǒng)的設(shè)定壓力應(yīng)該根據(jù)流量的變化而不斷修正設(shè)定值，這種恒壓供水技術(shù)稱為變量恒壓供水，
即供水系統(tǒng)不利點(diǎn)的供水壓力為恒值而泵站出口總管壓力連續(xù)可調(diào)。
典型的自動恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示：
系統(tǒng)具有控制水泵出口總管壓力恒定、變流量供水功能，系統(tǒng)通過安裝在出水總管上的壓力傳感器，實(shí)時(shí)
將壓力非電量信號轉(zhuǎn)換為電信號，輸入微機(jī)控制器。信號經(jīng)CPU運(yùn)算處理后與設(shè)定的信號進(jìn)行比較運(yùn)算，得
出佳的運(yùn)行工況參數(shù)，由系統(tǒng)的輸出模塊輸出邏輯控制指令和變頻器的頻率設(shè)定值，控制泵站投運(yùn)水泵
的臺數(shù)和變頻器的運(yùn)行頻率，并根據(jù)CPU指令實(shí)現(xiàn)對每臺水泵實(shí)施軟啟動、軟切換及變頻運(yùn)行。系統(tǒng)可根據(jù)
用戶用水量的變化，自動確定泵組的水泵的循環(huán)運(yùn)行，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性及供水的質(zhì)量。
三、系統(tǒng)運(yùn)行特征
系統(tǒng)在自動運(yùn)行方式下，控制器控制變頻器軟啟動1#泵，此時(shí)1#泵進(jìn)入
變頻運(yùn)行狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速逐漸升高。當(dāng)出水量Q<1/3Qmax時(shí)(Qmax為三臺水泵全部工頻運(yùn)行時(shí)的大流量)，控
制器CPU根據(jù)供水量的變化自動調(diào)節(jié)1#泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，以保證所需的供水壓力。
